JP2005337498A6

JP2005337498A6 - Multi-speed transmission

Info

Publication number: JP2005337498A6
Application number: JP2005143081A
Authority: JP
Inventors: ペーター、ティースラー; ゲルハルト、グムポルツバーガー
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2004-05-14
Filing date: 2005-05-16
Publication date: 2006-03-23

Abstract

【課題】構造支出が最適化され、しかも主走行段における効率が牽引損失および噛合い損失に関して改善される変速機。
【解決手段】入力軸１が遊星歯車組Ｐ２の太陽歯車と結合され、クラッチ１５を介して遊星歯車組Ｐ３のキャリヤと結合された軸５と結合可能、ブレーキ０５を介してケースＧに連結可能、クラッチ３５を介して軸３に脱離可能に結合可能；軸３がクラッチ３６を介して軸６と脱離可能に結合可能、ブレーキ０３を介してケースＧに連結可能、遊星歯車組Ｐ１のキャリヤと結合され；軸６が遊星歯車組Ｐ２のリングギヤと遊星歯車組Ｐ３の太陽歯車とに結合され；軸７が遊星歯車組Ｐ２のキャリヤと遊星歯車組Ｐ１のリングギヤとに結合され；軸４が遊星歯車組Ｐ１の太陽歯車と結合され、ブレーキ０４を介してケースＧに連結可能；出力軸２が遊星歯車組Ｐ３のリングギヤと結合されている。
【選択図】図１A transmission in which structural spending is optimized and efficiency in a main travel stage is improved with respect to traction loss and meshing loss.
An input shaft 1 is coupled to a sun gear of a planetary gear set P2, can be coupled to a shaft 5 coupled to a carrier of a planetary gear set P3 via a clutch 15, and can be coupled to a case G via a brake 05. , Can be detachably coupled to the shaft 3 via the clutch 35; the shaft 3 can be detachably coupled to the shaft 6 via the clutch 36, can be connected to the case G via the brake 03, and the planetary gear set P1 The shaft 6 is coupled to the ring gear of the planetary gear set P2 and the sun gear of the planetary gear set P3; the shaft 7 is coupled to the carrier of the planetary gear set P2 and the ring gear of the planetary gear set P1; Is coupled to the sun gear of the planetary gear set P1 and can be coupled to the case G via the brake 04; the output shaft 2 is coupled to the ring gear of the planetary gear set P3.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、遊星歯車式多段変速機、特に自動車用自動変速機用の遊星歯車式多段変速機に関する。 The present invention relates to a planetary gear type multi-stage transmission, and more particularly to a planetary gear type multi-stage transmission for an automatic transmission for automobiles.

特に自動車用の自動変速機は先行技術によれば遊星歯車組を含み、これらの遊星歯車組は例えばクラッチ、ブレーキ等の摩擦要素または切換要素によって切り換えられ、普通、例えば流体トルクコンバータまたは流体クラッチ等の発進要素と結合されており、発進要素はスリップ作用を受けており、選択的にロックアップクラッチを備えている。 In particular, automatic transmissions for motor vehicles include planetary gear sets according to the prior art, which are switched by frictional or switching elements such as clutches, brakes, etc., and usually, for example, fluid torque converters or fluid clutches etc. The starting element is subjected to a slip action and is selectively provided with a lock-up clutch.

このような変速機が特許文献１から明らかとなる。この変速機は実質的に、互いに平行に配置される１つの入力軸および１つの出力軸、出力軸と同軸に配置される１つの二重遊星歯車組、３つがクラッチの態様のそして２つがブレーキの態様の５つの切換要素を含んでおり、切換要素の選択的係合はそれぞれ対で入力軸と出力軸との間のさまざまな変速比を決定する。その際、変速機が１つの前置歯車組と２つの動力伝達路とを有し、５つの切換要素を選択的に対でかみ合わせることによって６つの前進段が達成される。 Such a transmission will be apparent from Patent Document 1. The transmission is substantially composed of one input shaft and one output shaft arranged parallel to each other, one double planetary gear set arranged coaxially with the output shaft, three in the clutch mode and two in the brake The selective switching of the switching elements determines the various transmission ratios between the input shaft and the output shaft in pairs. In this case, the transmission has one front gear set and two power transmission paths, and six forward stages are achieved by selectively engaging five switching elements in pairs.

その際、第１動力伝達路では、前置歯車組から二重遊星歯車組の２つの要素へとトルクを伝達するのに２つのクラッチが必要となる。クラッチはパワーフロー方向に関して実質的に二重遊星歯車組の方向で前置歯車組の下流に配置されている。第２動力伝達路には他のクラッチが設けられており、このクラッチは前記要素を二重遊星歯車組の他の要素と脱離可能に結合する。その際、クラッチは内板支持体が出力部を形成するように配置されている。 At that time, in the first power transmission path, two clutches are required to transmit torque from the front gear set to the two elements of the double planetary gear set. The clutch is arranged downstream of the front gear set substantially in the direction of the double planetary gear set with respect to the power flow direction. Another clutch is provided in the second power transmission path, and this clutch releasably couples the element to other elements of the double planetary gear set. In that case, the clutch is arrange | positioned so that an inner-plate support body may form an output part.

さらに特許文献２により、特に自動車用のコンパクトな遊星歯車式多段変速機が公知であり、この変速機は２つの遊星歯車組と１つの前置歯車組と３つのクラッチと２つのブレーキとを有する。この公知の多段変速機では第１動力伝達路において前置歯車組から両方の遊星歯車組にトルクを伝達するため２つのクラッチＣ‐１、Ｃ‐３が設けられている。その際、クラッチＣ‐３の外板支持体もしくはシリンダもしくはピストン・圧力補償側が第１ブレーキＢ‐１と結合されている。それに加えて第３クラッチＣ‐３の内板支持体が第１クラッチＣ‐１のシリンダもしくはピストン・圧力補償側と結合されており、第１クラッチＣ‐１の内板支持体は出力側に配置されて第３遊星歯車組の太陽歯車と結合されている。 Further, from patent document 2, a compact planetary gear type multi-stage transmission, particularly for automobiles, is known, which has two planetary gear sets, one front gear set, three clutches and two brakes. . In this known multi-stage transmission, two clutches C-1 and C-3 are provided for transmitting torque from the front gear set to both planetary gear sets in the first power transmission path. At that time, the outer plate support or cylinder or piston / pressure compensation side of the clutch C-3 is coupled to the first brake B-1. In addition, the inner plate support of the third clutch C-3 is coupled to the cylinder or piston / pressure compensation side of the first clutch C-1, and the inner plate support of the first clutch C-1 is connected to the output side. Arranged and coupled with the sun gear of the third planetary gear set.

さらに本出願人の特許文献３により公知の多段変速機では、入力軸に設けられた２つの切換不可能な前置歯車組が出力側で２つの回転数を発生し、この回転数は、入力軸の回転数の他に、使用される切換要素の選択的係合によって、出力軸に作用する切換可能な一方の遊星歯車組に選択的に切換可能であり、或る段から各後続の高いまたは低い段へと切り換えるために両方の操作中の切換要素のうちその都度一方の切換要素が作動または遮断されねばならないだけである。 Further, in the multi-stage transmission known from Patent Document 3 of the present applicant, two non-switchable front gear sets provided on the input shaft generate two rotation speeds on the output side. In addition to the rotational speed of the shaft, it is possible to selectively switch to one switchable planetary gear set acting on the output shaft by selective engagement of the switching elements used, from one stage to each subsequent high Or in order to switch to a lower stage, only one switching element of both operating switching elements has to be activated or deactivated each time.

特許文献４により公知の自動切換可能な自動車変速機は３つの単キャリヤ遊星歯車組と、６つの前進段と１つの後退段とを切り換えるための３つのブレーキおよび２つのクラッチと、入力軸および出力軸とを備えている。この自動切換可能な自動車変速機は、入力軸が第２遊星歯車組の太陽歯車と直接結合され、入力軸が第１クラッチを介して第１遊星歯車組の太陽歯車と結合可能、および／または第２クラッチを介して第１遊星歯車組のキャリヤと結合可能であるように構成されている。付加的にまたは選択的に、第１遊星歯車組の太陽歯車が第１ブレーキを介して変速機ケースと結合可能であり、および／または第１遊星歯車組のキャリヤが第２ブレーキを介してケースと結合可能であり、および／または第３遊星歯車組の太陽歯車が第３ブレーキを介してケースと結合可能である。 The automatic switchable vehicle transmission known from US Pat. No. 6,057,089 includes three single carrier planetary gear sets, three brakes and two clutches for switching between six forward and one reverse stages, an input shaft and an output. And a shaft. The automatic switchable vehicle transmission has an input shaft directly coupled to the sun gear of the second planetary gear set, the input shaft can be coupled to the sun gear of the first planetary gear set via the first clutch, and / or The second planetary gear set is configured to be connectable with the carrier of the first planetary gear set via the second clutch. Additionally or alternatively, the sun gear of the first planetary gear set can be coupled to the transmission case via the first brake and / or the carrier of the first planetary gear set can be connected to the case via the second brake. And / or the sun gear of the third planetary gear set can be coupled to the case via the third brake.

さらに特許文献５により公知の多段自動変速機は第１変速比の第１入力路Ｔ１と、この入力路Ｔ１よりも大きな変速比を有する入力路Ｔ２と、４つの要素を備えた１つの遊星歯車組とを含み、４つの要素は回転数線図の要素順序において第１要素と第２要素と第３要素と第４要素であり；入力路Ｔ２の回転を第１要素Ｓ３に伝達するクラッチＣ‐２；入力路Ｔ２の回転を第４要素Ｓ２に伝達するクラッチＣ‐１；入力路Ｔ１の回転を第１要素に伝達するクラッチＣ‐４；入力路Ｔ１の回転を第２要素Ｃ３に伝達するクラッチＣ‐３；第４要素のかみ合いを実現するブレーキＢ‐１；第２要素のかみ合いを実現するブレーキＢ‐２；第３要素Ｒ３と連結される出力要素である。 Further, the multi-stage automatic transmission known from Patent Document 5 includes a first input path T1 having a first speed ratio, an input path T2 having a speed ratio larger than the input path T1, and one planetary gear having four elements. The four elements are the first element, the second element, the third element, and the fourth element in the element order of the rotational speed diagram; and the clutch C that transmits the rotation of the input path T2 to the first element S3. -2; clutch C-1 for transmitting the rotation of the input path T2 to the fourth element S2; clutch C-4 for transmitting the rotation of the input path T1 to the first element; transmitting the rotation of the input path T1 to the second element C3 Clutch C-3 to perform; Brake B-1 to realize engagement of the fourth element; Brake B-2 to realize engagement of the second element; Output element connected to the third element R3.

本出願人の特許文献６の範囲内に述べられた多段変速機は前置組と結合された入力軸と、後置組と結合された出力軸と、最大７つの切換要素とを備えており、切換要素を選択的に切り換えることによって少なくとも７つの前進段がレンジシフトなしに切換可能である。前置段は１つの前置遊星歯車組、または第１前置遊星歯車組に連結された最大２つの切換不可能な前置遊星歯車組で形成され、後置組は２つの切換可能な後置遊星歯車組を備えた２キャリヤ・４軸変速機として構成され、４つの自由軸を有する。この２キャリヤ・４軸変速機の第１自由軸が第１切換要素と結合され、第２自由軸が第２、第３切換要素と結合され、第３自由軸が第４、第５切換要素と結合され、第４自由軸が出力軸と結合されている。合計６つの切換要素を有する多段変速機用に、本発明によれば、後置組の第３自由軸または第１自由軸を付加的に第６切換要素と結合することが提案される。合計７つの切換要素を有する多段変速機用に、本発明によれば、第３自由軸を付加的に第６切換要素Ｄ’と結合し、第１自由軸を付加的に第７切換要素と結合することが提案される。 The multi-stage transmission described within the scope of Patent Document 6 of the present applicant has an input shaft coupled to the front assembly, an output shaft coupled to the rear assembly, and a maximum of seven switching elements. By selectively switching the switching elements, at least seven forward stages can be switched without a range shift. The pre-stage is formed by one front planetary gear set, or up to two non-switchable front planetary gear sets connected to the first front planetary gear set, the rear set being two switchable rear It is configured as a two-carrier, four-shaft transmission with a planetary gear set and has four free axes. The first free shaft of the two-carrier four-shaft transmission is coupled to the first switching element, the second free shaft is coupled to the second and third switching elements, and the third free axis is the fourth and fifth switching elements. And the fourth free axis is connected to the output shaft. For a multi-stage transmission with a total of six switching elements, it is proposed according to the invention to additionally couple the rear set of the third free axis or the first free axis with the sixth switching element. For a multi-stage transmission with a total of seven switching elements, according to the invention, the third free axis is additionally coupled with a sixth switching element D ′ and the first free axis is additionally coupled with a seventh switching element. It is proposed to combine.

さらに本出願人の特許文献７の範囲内で合計７つの段を有する多段変速機が述べられている。この変速機は入力軸および出力軸の他に１つの切換不可能な前置歯車組と１つの切換可能な後置歯車組とからなり、２キャリヤ・４軸変速機の態様である。前置歯車組は１つの第１遊星歯車組からなり、これは入力軸の入力回転数の他に第２回転数を提供し、この回転数は選択的に後置歯車組に接続することができる。後置歯車組は２つの切換可能な遊星歯車組からなり、これは６つの切換要素で少なくとも７つの段を切り換えることができ、２つの動力伝達路が形成される。各切換過程のとき有利なことにレンジシフトが常に防止される。さらに、９速多段変速機が特許文献８により公知であり、この変速機は８つの切換要素と４つの歯車組とを含む。 Further, a multi-stage transmission having a total of seven stages within the scope of the applicant's patent document 7 is described. This transmission is composed of one non-switchable front gear set and one switchable rear gear set in addition to the input shaft and the output shaft, and is a two-carrier / four-shaft transmission mode. The front gear set consists of one first planetary gear set, which provides a second rotational speed in addition to the input rotational speed of the input shaft, which can be selectively connected to the rear gear set. it can. The rear gear set consists of two switchable planetary gear sets, which can switch at least seven stages with six switching elements and form two power transmission paths. Advantageously, range shifts are always prevented during each switching process. In addition, a 9-speed multi-stage transmission is known from US Pat. No. 6,057,086, which includes eight switching elements and four gear sets.

自動切換可能な遊星歯車式車両変速機一般は先行技術に既にさまざまに述べられており、持続的継続開発と改良を受けている。例えばこれらの変速機は十分な数の前進段、１つの後退段、高い総変速比と好ましい変速ステップとを有する自動車用にきわめて適した変速比を有していなければならない。さらにこれらの変速機は前進方向で高い発進変速比を可能としなければならず、直接段を含み、また乗用車への利用にもトラックへの利用にも適していなければならない。さらに、これらの変速機は僅かな構造支出、特に少ない数の切換要素を必要とするものでなければならず、逐次的切換方式のとき、定義された段レンジでシフトするときその都度１つの切換要素が切り換えられるだけとなるように二重シフトを避けるものでなければならない。
欧州特許出願公開ＥＰ４３４５２５Ａ１米国特許第６１３９４６３号独国特許出願公開ＤＥ１９９４９５０７Ａ１独国特許出願公開ＤＥ１９９１２４８０Ａ１独国特許出願公開ＤＥ１０２１３８２０Ａ１独国特許出願公開ＤＥ１０１１５９８３Ａ１独国特許出願公開ＤＥ１０１１５９８７Ａ１独国特許出願公開ＤＥ２９３６９６９Ａ１ Auto-switchable planetary gear type vehicle transmissions in general have already been described in various ways in the prior art, and are undergoing continuous development and improvement. For example, these transmissions must have a gear ratio that is very suitable for motor vehicles with a sufficient number of forward speeds, one reverse speed, a high total gear ratio and a preferred gear ratio. Furthermore, these transmissions must be capable of high starting gear ratios in the forward direction, must include direct gears and be suitable for use in passenger cars and trucks. Furthermore, these transmissions must require a small structural expenditure, in particular a small number of switching elements, and in the case of a sequential switching system, one switching each time when shifting in a defined gear range. A double shift must be avoided so that the elements can only be switched.
European Patent Application Publication EP434525A1 US Pat. No. 6,139,463 German Patent Application Publication DE199949507A1 German Patent Application Publication DE 199 12 480 A1 German Patent Application Publication DE10213820A1 German patent application publication DE10115983A1 German Patent Application Publication DE10115987A1 German Patent Application Publication DE2936969A1

本発明の課題は、構造支出が最適化され、しかも主走行段における効率が牽引損失およびかみ合い損失に関して改善される冒頭に指摘した種類の多段変速機を提案することである。それに加えて、本発明に係る多段変速機では僅かなモーメントが切換要素および遊星歯車組に作用し、軸、切換要素および遊星歯車組の回転数が極力小さく抑えられねばならない。さらに、段数と変速スペーシングを高め、有利には７つの前進段と少なくとも１つの後退段を実現可能としなければならない。さらに、本発明に係る変速機はあらゆる車両構造様式、特に前部横置き配置に適していなければならない。 The object of the present invention is to propose a multi-stage transmission of the kind pointed out at the outset in which the structural expenditure is optimized and the efficiency in the main travel stage is improved with respect to traction loss and meshing loss. In addition, in the multi-stage transmission according to the present invention, a slight moment acts on the switching element and the planetary gear set, and the rotational speeds of the shaft, the switching element, and the planetary gear set must be kept as small as possible. Furthermore, the number of gears and the gear spacing must be increased, and preferably seven forward gears and at least one reverse gear can be realized. Furthermore, the transmission according to the present invention must be suitable for all vehicle construction styles, in particular for the front lateral arrangement.

この課題が本発明によれば請求項１の特徴によって解決される。その他の利点および有利な諸構成は従属請求項から明らかとなる。 This problem is solved according to the invention by the features of claim 1. Other advantages and advantageous configurations emerge from the dependent claims.

それによれば、ケース内に配置される１つの入力軸および１つの出力軸を有する本発明に係る遊星歯車式多段変速機が提案される。さらに、少なくとも３つの遊星歯車組と少なくとも７つの回転可能な軸と少なくとも６つの切換要素が設けられており、切換要素がブレーキとクラッチとを含み、切換要素の選択的かみ合いが入力軸と出力軸との間にさまざまな変速比をもたらし、これにより特に７つの前進段と少なくとも１つの後退段が実現可能である。 According to this, a planetary gear type multi-stage transmission according to the present invention having one input shaft and one output shaft arranged in a case is proposed. Furthermore, at least three planetary gear sets, at least seven rotatable shafts and at least six switching elements are provided, the switching elements including a brake and a clutch, and the selective engagement of the switching elements is an input shaft and an output shaft. Various speed ratios are provided between the two, and in particular, seven forward speeds and at least one reverse speed can be realized.

その際、入力軸は、第２遊星歯車組の太陽歯車と常時結合され、クラッチを介して第３遊星歯車組のキャリヤと結合された第１軸と結合可能であり、ケースに連結可能であり、そしてクラッチを介して第２軸と脱離可能に結合可能である。第２軸は、クラッチを介して第３軸と脱離可能に結合可能であり、ブレーキを介してケースに連結可能であり、そして第１遊星歯車組のキャリヤと常時結合されている。本発明によれば、第３軸は第２遊星歯車組のリングギヤと第３遊星歯車組の太陽歯車とに常時結合されており、第４軸は第２遊星歯車組のキャリヤと第１遊星歯車組のリングギヤとに常時結合されており、第５軸は第１遊星歯車組の太陽歯車と常時結合されており、かつケースに連結可能である。また、出力軸は、本発明よれば第３遊星歯車組のリングギヤと常時結合されている。 At that time, the input shaft is always coupled to the sun gear of the second planetary gear set, and can be coupled to the first shaft coupled to the carrier of the third planetary gear set via the clutch, and can be coupled to the case. , And can be detachably coupled to the second shaft via a clutch. The second shaft can be detachably coupled to the third shaft via a clutch, can be coupled to the case via a brake, and is always coupled to the carrier of the first planetary gear set. According to the present invention, the third shaft is always coupled to the ring gear of the second planetary gear set and the sun gear of the third planetary gear set, and the fourth shaft is the carrier of the second planetary gear set and the first planetary gear. The fifth shaft is always connected to the sun gear of the first planetary gear set and can be connected to the case. Further, according to the present invention, the output shaft is always coupled to the ring gear of the third planetary gear set.

多段変速機の本発明に係る構成によって多段変速機の特に乗用車に適した変速比と総変速比のかなりの向上とが得られ、これにより走行快適性の向上と顕著な消費量低減がもたらされる。 The configuration according to the invention of a multi-stage transmission provides a significant improvement in the gear ratio and the overall gear ratio of the multi-stage transmission, particularly suitable for passenger cars, resulting in improved driving comfort and a significant reduction in consumption. .

さらに、僅かな数の切換要素、主に３つのブレーキと３つのクラッチとにより、本発明に係る多段変速機では構造支出がかなり減少する。本発明に係る多段変速機では有利なことに、流体トルクコンバータ、外部発進クラッチで、またはその他の好適な外部発進要素でも、発進を行うことが可能である。変速機に一体化された発進要素で発進過程を可能とすることも考えられる。主に、第１前進段および後退段のとき操作される切換要素が適している。 Furthermore, due to the small number of switching elements, mainly three brakes and three clutches, the structural expenditure is considerably reduced in the multi-stage transmission according to the invention. The multi-stage transmission according to the invention can advantageously start with a fluid torque converter, an external starting clutch or with any other suitable external starting element. It is also conceivable to enable the starting process with a starting element integrated in the transmission. Switching elements that are operated primarily during the first forward and reverse stages are suitable.

さらに、本発明に係る多段変速機では牽引損失およびかみ合い損失に関して主走行段において良好な効率が得られる。 Furthermore, in the multi-stage transmission according to the present invention, good efficiency can be obtained in the main travel stage with respect to traction loss and meshing loss.

さらに、多段変速機の切換要素および遊星歯車組内に僅かなモーメントしか存在せず、これにより多段変速機において有利なことに摩耗が減少する。さらに、モーメントが僅かであることから相応に小さな寸法設計が可能となり、これにより必要とされる取付空間とそれに相応する費用が低減する。さらに、軸、切換要素および遊星歯車組の回転数も小さい。 Furthermore, there are only a few moments in the switching elements and planetary gear sets of the multi-stage transmission, which advantageously reduces wear in the multi-stage transmission. Furthermore, the small moment allows a correspondingly small dimensional design, which reduces the required installation space and corresponding costs. Furthermore, the rotational speeds of the shaft, the switching element and the planetary gear set are also small.

さらに、本発明に係る変速機は、パワーフロー方向でも空間的にも異なる構成の動力伝達系への適合が可能となるように構想されている。 Furthermore, the transmission according to the present invention is conceived so that it can be adapted to a power transmission system having a different configuration both in the power flow direction and spatially.

以下に本発明を図面に例示された実施形態に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the embodiments illustrated in the drawings.

図１に示す本発明に係る多段変速機はケースＧ内に配置される１つの入力軸１（Ａｎ）および１つの出力軸２（Ａｂ）を備えている。好適にはマイナス遊星歯車組として構成される３つの遊星歯車組Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３が設けられている。 The multi-stage transmission according to the present invention shown in FIG. 1 includes one input shaft 1 (An) and one output shaft 2 (Ab) disposed in a case G. Three planetary gear sets P1, P2, P3, preferably configured as a negative planetary gear set, are provided.

図１から明らかなように、単に６つの切換要素、つまり３つのブレーキ０３、０４、０５と３つのクラッチ１５、３５、３６が設けられている。 As can be seen from FIG. 1, there are simply six switching elements, namely three brakes 03, 04, 05 and three clutches 15, 35, 36.

これらの切換要素により、７つの前進段と１つの後退段の選択的切換が実現可能である。本発明に係る多段変速機は合計７つの回転可能な軸、つまり軸１、２、３、４、５、６、７を有する。 By these switching elements, selective switching between seven forward stages and one reverse stage can be realized. The multi-stage transmission according to the present invention has a total of seven rotatable shafts, that is, shafts 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.

図１による多段変速機においては、駆動が軸１によって行われ、この軸１は第２遊星歯車組Ｐ２の太陽歯車と常時結合され、またクラッチ１５を介して軸５と結合可能であり、この軸は第３遊星歯車組Ｐ３のキャリヤと結合され、ブレーキ０５を介してケースに連結可能、そしてクラッチ３５を介して軸３と脱離可能に結合可能である。また、軸３はクラッチ３６を介して軸６と脱離可能に結合可能であり、ブレーキ０３を介してケースＧに連結可能であり、そして第１遊星歯車組Ｐ１のキャリヤと常時結合されている。さらに、軸６は第２遊星歯車組Ｐ２のリングギヤと第３遊星歯車組Ｐ３の太陽歯車とに常時結合されている。更に図１から明らかなように、軸７は第２遊星歯車組Ｐ２のキャリヤと第１遊星歯車組Ｐ１のリングギヤとに常時結合されており、また、軸４は第１遊星歯車組Ｐ１の太陽歯車と常時結合され、かつ、ブレーキ０４を介してケースＧに連結可能である。出力は軸２を介して行われ、この軸２は第３遊星歯車組Ｐ３のリングギヤと常時結合されている。 In the multi-stage transmission according to FIG. 1, the drive is performed by the shaft 1, which is always coupled to the sun gear of the second planetary gear set P <b> 2 and can be coupled to the shaft 5 via the clutch 15. The shaft is coupled to the carrier of the third planetary gear set P3, can be coupled to the case via the brake 05, and can be detachably coupled to the shaft 3 via the clutch 35. The shaft 3 can be detachably coupled to the shaft 6 via the clutch 36, can be coupled to the case G via the brake 03, and is always coupled to the carrier of the first planetary gear set P1. . Further, the shaft 6 is always coupled to the ring gear of the second planetary gear set P2 and the sun gear of the third planetary gear set P3. Further, as apparent from FIG. 1, the shaft 7 is always coupled to the carrier of the second planetary gear set P2 and the ring gear of the first planetary gear set P1, and the shaft 4 is the sun of the first planetary gear set P1. It is always coupled to the gear and can be connected to the case G via the brake 04. The output is performed via the shaft 2, and this shaft 2 is always coupled to the ring gear of the third planetary gear set P3.

切換要素の立体的配置は任意とすることができ、寸法と外側造形とによって限定されるだけである。 The three-dimensional arrangement of the switching elements can be arbitrary and is only limited by the dimensions and the outer shape.

図２には図１に示す多段変速機の例示的変速作動図が示してある。図においてＢ０３、Ｂ０４、Ｂ０５はブレーキ０４、０５、０６の状態をそれぞれ示し、Ｋ１５、Ｋ３５、Ｋ３６はクラッチ１５、３５、３６の状態をそれぞれ示している。各変速段を実現するために３つの切換要素が係合される。個々の変速段の変速比ｉとそこから算定されるべき変速ステップφをこの変速作動図から例示的に読み取ることができる。さらにこの変速作動図から読み取ることができるように、２つの隣接する変速段が２つの切換要素を一緒に利用するので、逐次的切換様式のとき二重シフトもしくはレンジシフトが避けられる。第４段は好適には直接段として構成されており、変速ステップは上側段で小さい。 FIG. 2 shows an exemplary shift operation diagram of the multi-stage transmission shown in FIG. In the figure, B03, B04, and B05 indicate the states of the brakes 04, 05, and 06, respectively, and K15, K35, and K36 indicate the states of the clutches 15, 35, and 36, respectively. Three switching elements are engaged to achieve each gear stage. The gear ratio i of each gear and the gear shift step φ to be calculated therefrom can be exemplarily read from this gear shift operation diagram. Furthermore, as can be read from this shift diagram, double shifts or range shifts are avoided in the sequential switching mode, since two adjacent shift stages use two switching elements together. The fourth stage is preferably configured as a direct stage and the shifting step is small on the upper stage.

第１段はブレーキ０４、０５とクラッチ３５が係合することによって実現され、第２段はブレーキ０４とクラッチ３５、３６が係合することによって実現され、第３段はブレーキ０４とクラッチ１５、３５が係合することによって実現される。さらに、第４段はクラッチ１５、３５、３６が係合することによって実現され、第５段はブレーキ０４とクラッチ１５、３６が係合することによって実現され、第６段はブレーキ０３とクラッチ１５、３６が係合することによって実現され、第７段はブレーキ０３、０４とクラッチ３６が係合することによって実現される。変速作動図から明らかなように、後退段はブレーキ０４、０５とクラッチ３６が係合することによって実現される。 The first stage is realized by engaging the brakes 04 and 05 and the clutch 35, the second stage is realized by engaging the brake 04 and the clutches 35 and 36, and the third stage is realized by engaging the brake 04 and the clutch 15, This is realized by engaging 35. Further, the fourth stage is realized by engaging the clutches 15, 35, 36, the fifth stage is realized by engaging the brake 04 and the clutches 15, 36, and the sixth stage is realized by engaging the brake 03 and the clutch 15. 36 is engaged, and the seventh stage is realized by engaging the brakes 03, 04 and the clutch 36. As is apparent from the shift operation diagram, the reverse speed is realized by engaging the brakes 04 and 05 and the clutch 36.

本発明によれば、一体化された切換要素（ＩＡＫ）で発進が可能である。その際、回転方向反転なしに第１段および後退段のとき必要とされる切換要素が特に適している。 According to the invention, it is possible to start with an integrated switching element (IAK). In this case, the switching elements required at the first stage and the reverse stage without reversing the rotational direction are particularly suitable.

本発明によれば、同じ変速作動図において切換ロジックに応じて異なる変速ステップを実現することができ、応用もしくは車両特有の変更が可能となる。 According to the present invention, different shift steps can be realized in accordance with the switching logic in the same shift operation diagram, and application or vehicle-specific changes are possible.

それに加えて、多段変速機のあらゆる好適な個所、例えば軸とケースとの間に、または２つの軸を場合によっては結合するために、付加的フライホイールを設けることが可能である。 In addition, it is possible to provide additional flywheels for any suitable part of the multi-stage transmission, for example between the shaft and the case, or possibly to couple the two shafts.

本発明によれば車軸ディファレンシャルおよび／またはセンタディファレンシャルは入力側または出力側に配置することができる。 According to the invention, the axle differential and / or the center differential can be arranged on the input side or the output side.

有利な構成の範囲内で入力軸１は必要ならクラッチ要素によって駆動エンジンから分離することができ、クラッチ要素として流体トルクコンバータ、流体クラッチ、乾式発進クラッチ、湿式発進クラッチ、磁粉クラッチまたは遠心クラッチが利用可能である。このような発進要素をパワーフロー方向に関して変速機の下流に配置することも可能であり、その場合入力軸１はエンジンのクランク軸と常時結合されている。 Within the advantageous configuration, the input shaft 1 can be separated from the drive engine by a clutch element if necessary, and a fluid torque converter, fluid clutch, dry start clutch, wet start clutch, magnetic powder clutch or centrifugal clutch is used as the clutch element. Is possible. It is also possible to arrange such a starting element downstream of the transmission with respect to the direction of power flow, in which case the input shaft 1 is always coupled to the crankshaft of the engine.

本発明に係る多段変速機はさらにエンジンと変速機との間にトーショナルダンパを配置することを可能とする。 The multi-stage transmission according to the present invention further enables a torsional damper to be disposed between the engine and the transmission.

本発明の他の図示しない実施形態の範囲内で、特に商用車内で利用するうえで特別重要な例えば流体リターダまたは電気リターダ等の無摩耗ブレーキを各軸に、好ましくは入力軸１または出力軸２に配置しておくことができる。さらに、付加的組立体を駆動するために各軸に、好ましくは入力軸１または出力軸２に、動力取出し装置を設けておくことができる。 Within the scope of other not-illustrated embodiments of the present invention, in particular for use in commercial vehicles, a wear-free brake such as a fluid retarder or an electrical retarder, for example, an input shaft 1 or an output shaft 2 is preferably used for each shaft. Can be placed in. Furthermore, a power take-off device can be provided on each shaft, preferably on the input shaft 1 or the output shaft 2, for driving the additional assembly.

利用される切換要素は負荷切換式クラッチまたはブレーキとして構成しておくことができる。特に、例えば多板クラッチ、バンドブレーキおよび／または円錐クラッチ等の摩擦係合式クラッチまたはブレーキを使用することができる。さらに、例えば同期機構またはかみ合いクラッチ等の形状係合式ブレーキおよび／またはクラッチも切換要素として利用できる。 The switching element used can be configured as a load-switching clutch or brake. In particular, friction engagement clutches or brakes such as, for example, multi-plate clutches, band brakes and / or conical clutches can be used. Furthermore, shape-engaging brakes and / or clutches such as, for example, synchronization mechanisms or meshing clutches can also be used as switching elements.

ここに紹介した多段変速機の他の利点は、各軸に発電機としておよび／または付加的原動機械として電気機械が取付可能であることにある。 Another advantage of the multi-stage transmission introduced here is that an electric machine can be mounted on each shaft as a generator and / or as an additional prime mover.

あらゆる設計構成、特に遊星歯車組および切換要素それ自体および相互のあらゆる立体的配置も、技術的に有意義である限り、それらの構成が図や明細書に明確には示されていないとしても、特許請求の範囲に明示された変速機の機能に影響することなく、本請求項の保護範囲に当然含まれる。 All design configurations, in particular the planetary gear set and the switching elements themselves, and any three-dimensional arrangements with each other, should be patented, even if those configurations are not clearly shown in the drawings and description, as long as they are technically meaningful. Naturally, it is included in the protection scope of the present claims without affecting the function of the transmission as specified in the claims.

本発明に係る多段変速機の好ましい実施形態の略図である。1 is a schematic view of a preferred embodiment of a multi-stage transmission according to the present invention. 図１の多段変速機の例示的変速作動図である。FIG. 2 is an exemplary shift operation diagram of the multi-stage transmission of FIG. 1.

符号の説明Explanation of symbols

１軸
２軸
３軸
４軸
５軸
６軸
７軸
０３ブレーキ
０４ブレーキ
０５クラッチ
１５クラッチ
３５クラッチ
３６クラッチ
Ｐ１遊星歯車組
Ｐ２遊星歯車組
Ｐ３遊星歯車組
Ａｎ入力部
Ａｂ出力部
ｉ変速比
φ 変速ステップ
Ｇケース 1 axis 2 axis 3 axis 4 axis 5 axis 6 axis 7 axis 03 brake 04 brake 05 clutch 15 clutch 35 clutch 36 clutch P1 planetary gear set P2 planetary gear set P3 planetary gear set An input section Ab output section i gear ratio φ speed change step G case

Claims

遊星歯車式の多段変速機、特に自動車用自動変速機用の遊星歯車式の多段変速機であって、
ケース（Ｇ）内に配置される１つの入力軸（１）および１つの出力軸（２）と、３つの遊星歯車組（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）と、少なくとも７つの回転可能な軸（１、２、３、４、５、６、７）と、ブレーキ（０３、０４、０５）とクラッチ（１５、３５、３６）とを含む少なくとも６つの切換要素（０３、０４、０５、１５、３５、３６）と、を備え、これら切換要素の選択的係合により入力軸（１）と出力軸（２）との間に様々な変速比がもたらされて７つの前進段と１つの後退段が実現可能であり、
入力軸（１）が、第２遊星歯車組（Ｐ２）の太陽歯車と常時結合されており、クラッチ（１５）を介して第３遊星歯車組（Ｐ３）のキャリヤと結合された軸（５）と結合可能であり、ブレーキ（０５）を介してケース（Ｇ）に連結可能であり、そしてクラッチ（３５）を介して軸（３）と脱離可能に結合可能であり、
軸（３）が、クラッチ（３６）を介して軸（６）と脱離可能に結合可能であり、ブレーキ（０３）を介してケース（Ｇ）に連結可能であり、そして第１遊星歯車組（Ｐ１）のキャリヤと常時結合されており、
軸（６）が第２遊星歯車組（Ｐ２）のリングギヤと第３遊星歯車組（Ｐ３）の太陽歯車とに常時結合されており、
軸（７）が第２遊星歯車組（Ｐ２）のキャリヤと第１遊星歯車組（Ｐ１）のリングギヤとに常時結合されており、
軸（４）が第１遊星歯車組（Ｐ１）の太陽歯車と常時結合され、またブレーキ（０４）を介してケース（Ｇ）に連結可能であり、
出力軸（２）が第３遊星歯車組（Ｐ３）のリングギヤと常時結合されている、
多段変速機。 A planetary gear type multi-stage transmission, particularly a planetary gear type multi-stage transmission for an automobile automatic transmission,
One input shaft (1) and one output shaft (2) arranged in the case (G), three planetary gear sets (P1, P2, P3), and at least seven rotatable shafts (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7), at least six switching elements (03, 04, 05, 15, 35) including a brake (03, 04, 05) and a clutch (15, 35, 36). 36), and by selectively engaging these switching elements, various gear ratios are provided between the input shaft (1) and the output shaft (2), so that there are seven forward speeds and one reverse speed. Is feasible,
The input shaft (1) is always coupled to the sun gear of the second planetary gear set (P2), and the shaft (5) is coupled to the carrier of the third planetary gear set (P3) via the clutch (15). Can be coupled to the case (G) via the brake (05) and can be releasably coupled to the shaft (3) via the clutch (35);
The shaft (3) can be detachably coupled to the shaft (6) via the clutch (36), can be connected to the case (G) via the brake (03), and the first planetary gear set Always coupled with the carrier of (P1),
The shaft (6) is always coupled to the ring gear of the second planetary gear set (P2) and the sun gear of the third planetary gear set (P3);
The shaft (7) is always coupled to the carrier of the second planetary gear set (P2) and the ring gear of the first planetary gear set (P1);
The shaft (4) is always coupled to the sun gear of the first planetary gear set (P1) and can be connected to the case (G) via the brake (04).
The output shaft (2) is always coupled to the ring gear of the third planetary gear set (P3);
Multi-stage transmission.

遊星歯車組（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）がマイナス遊星歯車組として構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の多段変速機。 The multi-stage transmission according to claim 1, characterized in that the planetary gear set (P1, P2, P3) is configured as a minus planetary gear set.

ブレーキ（０４），（０５）とクラッチ（３５）の係合によって第１段が実現され、ブレーキ（０４）とクラッチ（３５），（３６）の係合によって第２段が実現され、ブレーキ（０４）とクラッチ（１５），（３５）の係合によって第３段が実現され、クラッチ（１５），（３５），（３６）の係合によって第４段が実現され、ブレーキ（０４）とクラッチ（１５），（３６）の係合によって第５段が実現され、ブレーキ（０３）とクラッチ（１５），（３６）の係合によって第６段が実現され、そしてブレーキ（０３），（０４）とクラッチ（１５）の係合によって第７段が実現されることを特徴とする、請求項１または２に記載の多段変速機。 The first stage is realized by the engagement of the brakes (04) and (05) and the clutch (35), and the second stage is realized by the engagement of the brake (04) and the clutches (35) and (36). 04) and the clutches (15) and (35) are engaged in the third stage, and the clutches (15), (35) and (36) are engaged in the fourth stage, and the brake (04) The fifth stage is realized by engagement of the clutches (15), (36), the sixth stage is realized by engagement of the brake (03) and the clutches (15), (36), and the brakes (03), ( The multi-stage transmission according to claim 1 or 2, wherein the seventh stage is realized by engaging the clutch (15) with the clutch (15).

ブレーキ（０４）、（０５）とクラッチ（３６）の係合によって後退段が実現されることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の多段変速機。 4. The multi-stage transmission according to claim 1, wherein the reverse gear is realized by engagement of the brakes (04), (05) and the clutch (36). 5.

あらゆる好適な個所で付加的フライホイールが利用可能であることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の多段変速機。 The multi-stage transmission according to any one of claims 1 to 4, characterized in that additional flywheels are available at any suitable point.

フライホイールが軸（１、２、３、４、５、６、７）とケース（Ｇ）との間に設けられていることを特徴とする、請求項５記載の多段変速機。 The multi-stage transmission according to claim 5, characterized in that the flywheel is provided between the shaft (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) and the case (G).

入力部と出力部がケースの同じ側に設けられていることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の多段変速機。 The multi-stage transmission according to any one of claims 1 to 6, wherein the input portion and the output portion are provided on the same side of the case.

車軸ディファレンシャルおよび／またはセンタディファレンシャルが入力側または出力側に配置されていることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の多段変速機。 The multi-stage transmission according to any one of claims 1 to 7, wherein the axle differential and / or the center differential is arranged on an input side or an output side.

入力軸（１）がクラッチ要素によって駆動エンジンから分離可能であることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の多段変速機。 Multi-stage transmission according to any one of the preceding claims, characterized in that the input shaft (1) is separable from the drive engine by a clutch element.

クラッチ要素として、流体トルクコンバータ、流体クラッチ、乾式発進クラッチ、湿式発進クラッチ、磁粉クラッチまたは遠心クラッチが設けられていることを特徴とする、請求項９記載の多段変速機。 The multi-stage transmission according to claim 9, wherein a fluid torque converter, a fluid clutch, a dry start clutch, a wet start clutch, a magnetic powder clutch or a centrifugal clutch is provided as the clutch element.

パワーフロー方向に関して変速機の下流に、特に請求項１０記載の外部発進要素を配置可能であり、その際、入力軸（１）がエンジンのクランク軸と固定結合されていることを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の多段変速機。 In particular, the external starting element according to claim 10 can be arranged downstream of the transmission in the power flow direction, characterized in that the input shaft (1) is fixedly connected to the crankshaft of the engine, The multi-stage transmission according to any one of claims 1 to 10.

発進が変速機の一切換要素によって行われ、その際、入力軸（１）がエンジンのクランク軸と常時結合されていることを特徴とする、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の多段変速機。 12. Start according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the start-up is effected by a switching element of the transmission, the input shaft (1) being always coupled to the crankshaft of the engine. Multi-stage transmission.

エンジンと変速機との間にトーショナルダンパを配置可能であることを特徴とする、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の多段変速機。 The multi-stage transmission according to any one of claims 1 to 12, wherein a torsional damper can be disposed between the engine and the transmission.

各軸に無摩耗ブレーキを配置可能であることを特徴とする、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の多段変速機。 The multi-stage transmission according to any one of claims 1 to 13, wherein a wear-free brake can be arranged on each shaft.

付加的組立体を駆動するために各軸に動力取出し装置を配置可能であることを特徴とする、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の多段変速機。 15. A multi-stage transmission according to any one of the preceding claims, characterized in that a power take-off device can be arranged on each shaft for driving the additional assembly.

入力軸（１）または出力軸（２）に動力取出し装置を配置可能であることを特徴とする、請求項１５に記載の多段変速機。 16. A multi-stage transmission according to claim 15, characterized in that a power take-off device can be arranged on the input shaft (1) or the output shaft (2).

切換要素が負荷切換式クラッチまたはブレーキとして構成されていることを特徴とする、請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の多段変速機。 The multi-stage transmission according to any one of claims 1 to 16, wherein the switching element is configured as a load-switching clutch or a brake.

多板クラッチ、バンドブレーキおよび／または円錐クラッチが利用可能であることを特徴とする、請求項１７に記載の多段変速機。 The multi-stage transmission according to claim 17, characterized in that multi-plate clutches, band brakes and / or conical clutches are available.

切換要素として形状係合式ブレーキおよび／またはクラッチが設けられていることを特徴とする、請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の多段変速機。 The multi-stage transmission according to any one of claims 1 to 16, wherein a shape engagement type brake and / or clutch is provided as a switching element.

各軸に発電機としておよび／または付加的原動機械として電気機械を取付可能であることを特徴とする、請求項１乃至１９のいずれか一項に記載の多段変速機。 The multi-stage transmission according to any one of claims 1 to 19, characterized in that an electric machine can be attached to each shaft as a generator and / or as an additional prime mover.